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流体流速对超声波流量计在线比对相对误差的影响
Effects of Fluid Velocity on Relative Error of the Ultrasonic Flowmeter On-line Alignment
赵猛杨旭东 Zhao Meng Yang Xudong
[摘要」超声波流最计在供水计量中存在着较大的相对误变化较大的计量点进行24h比对实验,分段读収觜则干扰系统误差的能力就,反之则狗
差。本文通过多次24h测试分析误差与流速的关系及产生计数,以水体流速为参变量进行研究。
(3)流速变化对二次测量影响的概率分析
原因,提出流速变化較大的计暈点应采取24l累计流量或
l.误差的别除
设二次测量精度要求为士1.8%,时段误差呈正
多点流速比对法消除流量计相对误差的方法
(1)安装误差
态分布,则满足二次测量精度要求的置信度(置信
H于此次实验采取24h比对并分段读取数据,概率):p(x1u)/8ミxく(x2D/8)-2Φ(1.8/8)1
关键词]超声波流量计流速变化相对误差
所以不需要二次安装超声波流量计传感器,不必考
出于流速变化能够满足二次测測量精度的只有炳
虑超声波流量计测试的安装误差。
组接近。其它组概率分布不均,都不能满足需要
Abstract] [Ultrasonic flowmeter has the relatively large error
(2)读数误差
满足二次測量精度的概率与流速坏比变化率的相关
in the measurement of waler supply. This paper through many
出于实验数据采用GPRS数据采集及监控系统系数为-0.69,说明两者之间存在负向相关关系。就
times of24 h test analyzes rclationship and causcs of crror and获得,消除读数误差。
是说流速变化率影响在线比对误差,是二次測量不
vclocity, puts forward the mcasuring point velocity changes in
3)系统误差
满足计量精度的主要原因
the larecr should take 24 h accumulative flow or multipoint v
我们对24h实验的数据处理过程中,采用相对三、产生流速误差的原因
locity matching mcthod to climinate flowmeter rclativc crror标准表对在线计量表进行总体修正剔除在线计量表
零点漂移
系统误差。
日前我们使用的超声波流量计多数为时差法测
Keywords ultrasonic flowmeter, flow rate, relative error
(4)管道参数设置误差
量流体流速实现计量功能,仪表主要采集的参数足
方而现场实测管道壁厚、确认材质。另一方超声波在流体中传播的时间。当流体处于相对静止
误差普遍存在于任何测量中,影响供水系统中面统一设置计量表的阻凡尼系数保证数据采集的同步(来回波动),超声波因声速感应的传播时间可
超声波流量计在线运行误差的周素有很多,本文主性,統一设置管道水温保证仪表计算声速的一致性,能存在一些差异。根据超声波流量计原理,这些差
要是在剔除其它影响因素的基础上研究流速対误差绽一设置管道的壁厚、直径、材质等保证仪表获得异的产生就会形成一定的流量,尤其感应的流体方
的影响
的外部信息保持一敛
向相反差异更大。当流体处于静止-运动一静止
问题提出
(5)量程误差
运动的循环中,时间差异便会呈线性移动,最终形
1.理论根据
正常情况下,为了消除最程误差应有选择地进成漂移。我们在实践和理论计算中发现,洪移量越
超声波流量计属速度式流量计,根括《国家流行比対实验,保证实验在一定流速范围内(0.5~1.5大,速度误差越大
量计检定规程》之《速度式流量计检定办法》规定,m/s之间)。但我们日前所遇到的实际问是不可能
2.量程误差
被检流量计应在其量程内等距离检定5个流速点相满足这一要求,而且这也是我们做实验要证明的问
根拈厂家提供的样本,超声波流量计的误差出
对误差,通过均方根公式求得综合误差。因此,从题,所以此次実验没有考虑別除量程误差间题
线的横坐标为速度,纵坐标为相对误差。曲线通常
检定规程中我们可以看到在一定量程内,流体流速
实验及数据分析
是一条从上至下的一条曲线,然后是一条与横坐标
变化影啊超声波流量计计量的注确性。
根据实验的设计和误差别除假设,我们于2010平行的直线。所以,超声波流量计的误差在其一定
另外,我们目前采用的超声波流量计的测量原年春夏两季分别在大煤、双头山等分区计量点进量程内基本稳定,超出量程误差偏大。
理一般为时差法,v-L2?(u-ta)/2d?u1?ta公式行了多次24h在线比对实验并分析如下
3.阻尼
中忽略了的重复计算问题,但当流体流速変化
(1)时段误差
超六波在流体中传播并测得传输时间时有一定
大时,二者变化率的比值则能引起较大的差异
模拟我们工作实成,以每2h为一次测量并计的时间间隔,不是一条连续的曲线,计量表阻尼增
2.实践背景
算相对误差,经计算去掉系统误差,我们发现每时加,区间增大。当流速在2个区间内变化较大时,
随着超声波流量计在供水行业厂泛应用,超声段的误差不尽相同,而且イ的误差变化较大。
相対标表和在线比对表很可能取到2组不同的数
波流量计在线比对已经成为不可缺少的必要手段
(2)误差相关性
据,差异大则相对误差就大
日前我公司在线比对的主要方法是现场安装超声波
由于此次实验主要研究的变量是流速,所以我四、结语
便携流量计,分别读取2h的累计量,通过误差公们最想知道的就是误差与流速之间的关系。通过两
超声波流量计在线比对的误差产生的原因有许
式计算并修正在线流量计,与检验室读取流速的标者之间相关系数计算和数据分类:在线比对的25%多,流体流速变化是二次测量的不满足计量精度的
定方法有所不同。我们对近几年的超声波流量计在实验中,误差与流速呈高度正相关,25%负相关:5(%主要原因;流速与误差呈高度相关,则系统误差影
线比对数据统计计算知:73.68%计量点在线比对相旱低相关或不相关。高度相关的在线比对系统误差叫偏大,反之则小。满足在线比对计量精度的置信
对误差在计量误差范围内:10.53%满足计量精度的与时段误差的平均值差异较大:而低相关或不相关率与流速环比变化率呈负相关。另外,流速的影
概率在60%~-95%之『间:15.79%满足计量精度的概率则两者十分接近。实验系列1曲线误差与流速相关响主要是超声波流量计木身存在的零点漂移、量程
小于60%。因此,目前我公司26.32%在装超声波流系数为0.83,属高度正相关;其系统误差为1.15%,约束、阻尼等原因所致。
量计二次在线比対时,没有足够的把握在计量允许而时段平均误差为0.76%,以系统误差为基准,时
实践中,对流速变化较大的计量点,可以采取
误差范围内。
段平均误差仅为系统误差的52%:实验系列2线24h累计流量法或多点速度比対加权平均法进行在
研究方法及过程
误差与流速相关系数为0.34,属高度低相关:其系线修正
影响超声波流量计在线比对误差的因素有很统误差为4